现在是： 2024 年 05 月 03 日 星期五
汽车零部件阴极电泳涂装的现场质量控制浅谈
一、前言
阴极电泳涂料在汽车、摩托车、五金、家电等底漆涂装中其防腐性能有不可比拟的优越性，在汽车涂装底漆中95%以上都采用阴极电泳涂装，与之配套的零部件也逐步要求采用阴极电泳涂装，其涂装质量也必须达到汽车厂或我国汽车行业标准QC/T484-1999《汽车油漆涂层》中相关要求，由于不同汽车厂家的质量要求不一样，而且零部件的形状、大小、材质都一样，这样增加了电泳涂装管理的难度，因此必须根据不同的工件对电泳涂装工艺参数进行调整，依据我公司在陕西两条间隙式零部件阴极电泳涂装生产线（一条电泳槽为30m3，一条电泳槽为20m3）几年运行状况，谈谈汽车零部件电泳涂装生产中现场质量控制的经验总结。
二、涂装原材料的选择
涂装产品质量好坏，原材料选择是基础，阴极电泳涂装原材料主要是前处理材料、阴极电泳涂料及其配套材料，选择这些材料一般是从质量、价格和售后服务三方面的性价比考虑，但本人认为在达到阴极电泳涂装漆膜质量要求的前提下，降低涂装产品成本不以原材料的单价低为选择的依据，应综合计算电泳涂装运行成本，因此必须考虑前处理材料、阴极电泳涂料的配槽比例、固体份、单位消耗、能耗、运行费用、槽液稳定性、工艺参数控制范围等因素，有的厂家为简化管理，由阴极电泳涂料生产厂家配套所有的材料，以最终合格的电泳涂装面积与涂料生产厂家进行货款结算。
1.前处理材料的选择
前处理材料选择关键是磷化液的选择，磷化膜应与电泳漆膜配套性好，抗碱性强，导电性好，磷化膜表面基本无挂灰，磷化膜厚控制在2-5μm，结晶细小致密，耐腐蚀性强等综合性能好的锌系磷化液。
1.1 抗碱性好
阴极电泳涂装过程是伴随着电解、电泳、电沉积、电渗四种连续现象的复杂物理化学过程，在这过程中会在阴极(工件）表面产生大量的OH根离子，从而在磷化膜与漆膜的介面处形成一个强碱性介面层，pH值可升至11-12，甚至大于13。这种强碱层会造成磷化膜的过量溶解，导致改变磷化膜的微观结构，漆膜的附着力降低，耐蚀性变劣。阴极电泳过程中的强碱层现象，要求磷化膜的抗碱性能必须优良。依据P比概念，即P比=P/(P+H)×100%，其中:P为磷酸锌铁(Zn2Fe(PO4)2·4H2O)；H为磷酸锌(Zn3(PO4)2·4H2O)。 P和H两种磷化膜成份，在pH值大于11以后的溶解程度相关很大。H成份的溶解度直线上升，而P成份的溶解度几乎没有变化。根据这一规律，磷化膜的P含量高，即P比值大，磷化膜的抗碱性能就好，在阴极电泳过程中磷化膜的溶解程度就低，与阴极电泳漆膜的附着力就好，耐蚀性就高。理论研究和实践证明，P比应大于85%。其磷化膜的微观结构呈柱状或粒状。这两种晶体磷化膜的共同特点是：膜层薄，重量轻，机械性能好，与漆膜结合力强。获得柱状或粒状磷化膜的常用方法是从以下几个方面入手：①选用低锌磷化液，最好是低锌含锰磷化液。因为这种磷化液所形成的多晶结构复合层，与普通低锌磷化液比较其抗碱性、漆膜附着力、耐蚀性和机械性均更好；②选择磷化温度在35-50℃。如选择低温或常温的磷化液，一般磷化处理时间长，影响产能；选择高温的磷化液，浪费了能燃，增加了电泳涂装的运行成本；另外，不能把P比作为检验阴极电泳涂装前磷化膜质量的唯一标准。这是因为：①P比是在特定分析条件下所产生的独特X射线衍射强度比率，按照Miawahi的定义，P比值是精密的，不应与从磷化膜中的H和P的实际容量的比相混淆；②磷化液中加入某些元素，如Mn、Ni、Ca等元素也能改善磷化膜的耐蚀性；③磷化方式、槽液温度、槽液变化、促进剂种类及含量等都有可能影响磷化膜耐蚀性；④实践中也有出现磷酸锌膜的抗碱性也良好的现象；高P比磷化膜与阴极电泳涂装后，并不能肯定等于整个涂层就有良好的耐蚀性。
1.2导电性强
磷化膜是一种半导体膜。磷化膜过厚，不但结晶粗大，脆性大，孔隙率高，而且膜的电阻也大，阴极电泳涂装时电沉积效率降低，当磷化膜单位面积膜层质量的厚度超过5g/㎡时，阴极电泳涂装就难以正常进行；磷化膜越薄，导电性越好，但耐蚀性相应降低。综合阴极电泳时的导电性和涂层耐蚀性、机械性等要求，阴极电泳涂装时的磷化膜厚最好控制在2-5μm，要获得磷化膜结晶的细小致密、导电性和抗碱性等综合性能均佳的磷化膜，除了采用低锌磷化液外，在磷化之前还要尽量采用中性脱脂剂和钛盐表调剂。其理由有二：①碱性脱脂剂特别是强碱性脱脂剂中所含的NaOH、Na2SiO3和OP-10乳化剂等成份的水洗性差，易污染磷化液，增加磷化沉渣,中和工件表面的许多晶粒点，延长磷化时间，形成粗糙、稀松、耐蚀性低、膜重增大的磷化膜，进而不利于阴极电泳涂装；②钛盐表调剂是各种表调剂中表调作用最佳的品种，其胶体钛吸附在工件表面，可以增加晶粒成核的数目，增多磷化晶粒数量，细化磷化膜晶粒，加速磷化膜初期速度，缩短磷化时间，降低磷化温度。
1.3.表面无沉淀物
在阴极电泳涂装中，虽然在磷化后要经过多道水洗工序，但磷化膜表面残留的可溶盐过多，往往同样难以彻底清洗干净。这就会导致以下两种后果，一是这些残留可溶盐在阴极电泳漆湿热条件下，容易引起漆膜早期起泡或脱落；二是可溶盐带入电泳槽中会严重污染电泳槽，降低电泳涂料的性能。
要减少磷化膜的沉淀物，就要求磷化液的稳定性好，悬浮在磷化液中的浮渣少。作为低锌磷化液的沉渣会比普通锌系磷化液少一些，但如果仍采用稳定性差的亚硝酸钠促进剂，也会带来不少沉渣，磷化液的稳定性不高。此外，亚硝酸钠促进剂还存在毒性大，管理困难等缺陷。
1.4纳米转化膜（陶瓷）和硅烷前处理
传统的金属表面预处理工艺中，应用最广泛的是磷酸盐转化膜(磷化)技术和铬酸盐钝化技术。然而随着环境问题的日益突出，锌系磷化工艺同时存在能耗高、污染较严重、含有害重金属、废水处理难度大、管壁及管道内易结渣等一系列问题，各国的金属表面处理专家们正在寻找和开发环境友好型表面预处理技术。而硅烷和纳米转化膜（陶瓷）工艺恰恰能够解决这些问题，据汉高公司提供的产品资料介绍可以大幅度减少沉渣 95%以上，无表调处理工序，可以降低水和能源的消耗，减少了废物、重金属和CO2的排放，并且可以降低10%的工艺成本。因此，许多家电企业已经开始应用环保前处理工艺。纳米转化膜（陶瓷）和硅烷是一种既环保，实用效果又好的金属表面处理技术，被认为是最有发展潜力的表面处理新技术。
1.4.1纳米转化膜（陶瓷）和硅烷前处理机理
硅烷化学结构通式可表示为：Y-R-Si-X，其中X为水解基团，Y为能与树脂等起反应的有机官能团。不同的硅烷含有不同的X基团和Y基团，表现出不同的水解速度和反应性，因而对每一特定的领域都必须选择合适的硅烷溶液。硅烷作为金属表面新型涂层的作用机理是其首先水解反应生成硅醇，硅醇羟基在无机物(金属)表面形成氢键，进一步通过脱水反应形成-Si-O-Me共价键，从而在金属等无机表面成膜，同时，硅烷水解产物硅醇分子间又可相互缩合、齐聚，形成网状结构的膜覆盖在金属基材表面。
1.4.2纳米转化膜（陶瓷）和硅烷预处理的优、缺点
1)硅烷与金属基材间能形成牢固的共价键。金属氧化物有较高的表面能，并且含有反应性的羟基.硅烷内反应性官能团被金属氧化物吸附反应形成共价键，硅烷与金属之间通过该共价键可牢固地结合在一起。
2)增强金属基材与涂层间的结合力，提高涂层耐腐蚀性。不是所有硅烷都能与金属之间形成良好的结合性，试验发现，BTSE(1，2-二乙氧基-三乙氧基硅烷)等偶联剂可以明显提高涂层的附着力和耐蚀性。研究结果表明：由于采用硅烷溶液对金属表面进行处理，大大增强了金属与涂层之间的结合性能，使其抗腐蚀能力大幅度提高，在金属涂装中，使用硅烷处理与使用铬酸盐或磷酸盐转化层的防腐蚀效果相当。
3)具有简便的硅烷使用工艺。原有磷化工艺可直接改造成硅烷处理工艺，只需将表调槽换成水洗槽或空置即可。
4)室温工作，成膜迅速，节能增效。
5)基本无渣，无重金属，无磷，维护及废水处理简便。
6)单耗低，综合处理成本下降。
7)可与各种后道处理方式配套，比如喷粉、电泳、喷漆等。
这些新工艺在生产过程中存在一些需要注意的问题，还需不断地改进。钢材通过磷化处理，外观会出现明显变化，可以很容易辨别成膜质量；而硅烷工艺成膜较薄，尤其在镀锌板上，判断表观成膜好坏必须借助试剂，同时还需要对操作者进行简单培训。此外，一般有机物对储藏条件要求较高，在使用过程中不可避免地会产生细菌，虽然通过向硅烷药剂中加入添加剂解决这一问题，但在质量控制管理上增加了一定的难度。硅烷和纳米转化膜（陶瓷）工艺虽然环保节能，但现有的材料质量水平对钢板的适应性较差，不同的材质处理效果不一样，汽车零部件工件的大小、形状、材质变化很大，采用这种新工艺管理难度大，在工艺没有完全成熟稳定前我们还是采用低锌磷化处理。
2.阴极电泳涂料的选择
阴极电泳涂装生产线涂装质量的好坏与阴极电泳涂料的选择有着密不可分的关系，汽车零部件品种多，形状大小不一，各种零部件的质量要求也不一样，来料加工都是汽车外协厂多，除了必须达到汽车厂或国家汽车行业标准的质量要求外，还要求电泳涂装加工价格底，所以阴极电泳涂装线采用的涂料必须是槽液稳定性好，操作范围宽，泳透力高，耐盐雾在800小时以上，库仑效率高的阴极电泳涂料；国外品牌的阴极电泳涂料如PPG、杜邦、日本关西等公司的涂料其性能质量，槽液稳定性都很好，但价格普遍比国内涂料生产厂家高，在售后服务上国内企业更加灵活、便捷。国内涂料生产厂通过近十几年的技术、人才引进，管理水平的不断提高，在质量性能上基本上能达到汽车行业电泳涂装的要求；汽车零部件有的涂装一道阴极电泳漆即可达到要求，而且大部分为黑色，所以我们选择了湖南伟邦汽车涂料有限公司的WB-821中厚膜型黑色阴极电泳涂料，
阴极电泳涂装后的成品交货，客户以漆膜性能为检测验收依据，因此我们参考涂料生产厂家提供的技术资料和我国汽车行业标准QC/T484-1999《汽车油漆涂层》，HG/T3962-2007《阴极电泳涂料》及JB/T10242-2001《阴极电泳涂装通用规范》中相关要求，制定了对外来料加工涂装产品的通用质量标准（表一）
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项 目 |
指 标 |
测试方法 |
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出厂检验项目 |
外观 |
黑色、平整光滑、无缩孔 |
GB/T 1729 |
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铅笔硬度 |
≥H |
GB/T 6739 |
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|
光泽（60º）（%） |
≥70 |
GB/T 9754 |
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|
冲击强度（cm） |
50 |
GB/T 1732 |
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|
附着力(划格法) |
0级（1mm） |
GB/T 9286 |
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|
漆膜厚度（μm） |
20-30 |
GB/T 6740 |
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|
柔韧性 |
≤1mm |
GB/T 1731 |
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|
耐水性 |
无明显起泡（40℃×240小时） |
GB/T 1733 |
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|
耐盐雾性 |
大于800小时，片侧最大2mm |
GB/T 1771 |
|
|
耐酸性 |
0.1N H2SO4×24小时不发粘，无斑点、允许轻微变色 |
GB/T 9274 |
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耐碱性 |
0.1N HaOH×24小时不发粘、允许轻微变色 |
GB/T 9274 |
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耐湿性 |
（95%，500h）无变化 |
GB/T1740 |
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耐汽油性 |
93#汽油24小时无变化 |
GB/T1734 |
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耐机油性 |
48小时无变化 |
32号机油常温浸泡 |
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工序 |
名 称 |
工艺参数 |
工艺要求 |
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温 度 |
时 间 |
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1 |
预清理 |
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喷砂，除去锈渣杂物油泥等 |
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2 |
上 件 |
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手工、专用吊具 |
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3 |
预脱脂 |
50℃~60℃ |
5min |
喷洗，碱度6-7.5点浓度2.5%，用热水间接加热 |
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4 |
脱脂 |
50℃~60℃ |
5min |
浸+槽口喷，碱度6-7.5点，浸洗工艺浓度2.5%，采用热水间接加热 |
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5 |
水 洗 |
常温 |
1min |
浸＋槽口喷 |
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6 |
水 洗 |
常温 |
1min |
浸＋槽口喷，喷洗压力1.5～2.5kg/cm2， 检测工件滴水碱度<0.5 |
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7 |
沥 水 |
|
0.5min |
静置 |
|
8 |
表 调 |
常温 |
1min |
全浸PH8.9-9.2浓度5‰-10‰ |
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9 |
沥 水 |
|
0.5min |
静置 |
|
10 |
磷 化 |
30℃~45℃ |
3min |
全浸浓度25‰，总酸度14点，游离酸0.7点，酸比20，气体点值3.5-4.5，采用热水间接加热 |
|
11 |
沥 水 |
|
1min |
静置 |
|
12 |
水 洗 |
|
1min |
浸＋槽口喷，滴水酸度≤0.5点 |
|
13 |
去离子水 |
|
1.5min |
浸＋槽口喷，新鲜去离子水喷30s，滴水电导率≤20µs/cm |
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14 |
沥 水 |
|
0.5min |
静置 |
|
15 |
电 泳 |
28℃±2℃ |
3min |
全浸，槽液固体份1 8±1%电压、电流调试中确定，PH值6.2±0.3电导率≤1500 |
|
16 |
槽上冲漆 |
|
0.5min |
用循环UF水喷洗 |
|
17 |
沥 漆 |
|
1min |
静置 |
|
18 |
UF1水洗 |
|
1min |
浸＋槽口喷 |
|
19 |
UF2水洗 |
|
1min |
浸＋槽口喷，固体份<0.5% |
|
20 |
沥 水 |
|
0.5min |
静置 |
|
21 |
纯水洗 |
|
1min |
浸＋槽口喷， |
|
22 |
沥 干水份 |
|
5min |
静置 |
|
23 |
烘干固化 |
1 80℃±5℃ |
20min |
180℃恒温20min |
型式检验项目：正常时为一年一次，涂料配方、生产工艺、原材料变动或生产异常时必须所有检验项目全检。
三、阴极电泳涂装线的工艺参数控制
1、阴极电泳间隙式涂装工艺：汽车零部件由于规格品种多，大小不一，其电泳涂装生产线一般采用灵活性较强的间歇式生产。
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管理项目 |
工艺标准 |
检查频 率 |
监测数据 |
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日期 |
日期 |
日期 |
日期 |
日期 |
日期 |
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CED 槽 液 |
固体份（%） |
14.0~18.0 |
1次/日 |
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灰 份（%） |
9.0±3.0 |
1次/周 |
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PH值 |
6.0±0.3 |
1次/班 |
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|
电导率 ，µs/cm |
1100±300 |
1次/班 |
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溶剂含量 |
0.5~2.5% |
2次/月 |
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|
泳透力 |
≥20cm |
1次/周 |
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|
MEQ值 |
28±4 |
1次 /周 |
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阳极液 |
电导（µs/cm） |
400±100 |
1次/班 |
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|
极液外观 |
透明 |
2次/班 |
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超滤液 |
固体份： |
＜0.5% |
1次/日 |
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|
新鲜UF液透过量 |
≥35L/min |
1次/班 |
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纯 水 |
电导率 |
≤10µs/cm |
2次/班 |
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|
PH值 |
6.0-7.0 |
1次/班 |
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电泳前滴水电导率 |
≤20µs/cm |
1次/班 |
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CED 施工 参数 |
电压（V）/电流（A） |
4次/班 |
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槽液温度（℃） |
25-30 |
4次/班 |
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电泳时间 |
s |
4次/班 |
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|
涂膜质量 |
外观 |
平整光滑、无缩孔 |
4次/班 |
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|
膜厚（µm） |
25±5 |
4次/班 |
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前处理 参数 |
预 脱 脂 |
游离碱度 点 |
25-30 |
1次/班 |
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|
总碱度，点 |
45-50 |
1次/班 |
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|
操作温度 |
50-60℃ |
1次/班 |
|
|
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|
|
|
|||||
|
脱 脂 |
游离碱度 点 |
25-30 |
1次/班 |
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|
|
|
|
|
||||
|
总碱度，点 |
45-50 |
1次/班 |
|
|
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|
|
|
|||||
|
操作温度 |
50-60℃ |
1次/班 |
|
|
|
|
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|
表调 |
PH值 |
8.5-10.5 |
1次/班 |
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|
|
|
|
|
||||
|
磷 化 |
游离酸度 点 |
0.7-2.0 |
1次/班 |
|
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|
|
|
|
||||
|
总酸度，点 |
22-32 |
1次/班 |
|
|
|
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|
|
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|
气体点值 点 |
2.0-4.0 |
1次/班 |
|
|
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|
|
|
|||||
|
操作温度 |
40-50℃ |
1次/班 |
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|
生产 加料 |
纯水补加量（kg） |
/ |
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超滤液排放量（kg） |
/ |
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电泳 漆 |
WB821黑色浆、乳液 |
/ |
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WB821中和剂、溶剂 |
/ |
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||||||
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前 处 理 |
脱脂剂 |
/ |
|
|
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|
表调剂 |
/ |
|
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||||||
|
磷化液 |
/ |
|
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|
|
|
||||||
|
促进剂 |
/ |
|
|
|
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||||||
3、电泳涂装中的现场操作控制
阴极电泳的涂膜质量除了与涂装线的设计、安装水平、工艺及设备是否完善，以及产品质量是否稳定等因素有关外，还与管理者的水平，操作者素质有着极为重要的关系。在已固有的生产条件中，为保证涂膜质量应采取什么措施、抓住哪些环节、怎样设置控制点是电泳涂装车间每天面对的管理问题，我们认为：
①培训：对工艺技术员、化验员、操作工进行“三级”培训；必须从阴极电泳涂料的树脂合成机理、阴极电泳涂料生产过程、阴极电泳涂装成膜机理等理论上进行培训；对每台设备、每道工序进行操作培训；相关电泳涂装车间的管理制度、操作注意事项、消防、安全等培训；考核合格后方可上岗操作。新进入电泳车间的操作工人除了理论培训，实际操作培训外还须是以老带新，由老的熟练操作员工帮带，直至完全熟练方可独立操作。
②制度：制定好车间管理制度、检验仪器操作规程、设备操作规程、前处理工序和电泳工序的作业指导书。
③应急措施：制定好日常管理控制参数，各种异常情况下的应急预案，使电泳涂装车间的每位员工在各种状况下都能按部就班的工作。
④现场管理：抓好车间“6S”管理，不断提高全体员工的素质和管理水平。
⑤监控：制定好涂装成品、进厂原材料质量标准，监控影响质量的几个关键点，每批原材料进厂必须依据制定的质量标准进行监控检测，不合格材料严禁使用；做好涂装成品质量详细记录，建好质量台账，总结分析影响产品质量的主要因素，针对这些影响因素制定整改、改进措施，不断提高产品质量。
涂料型号：WB821 黑色 时间：2010年07日09日~07日15日
责任技术管理员： 编号：1913-01-04-03
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设 备管理 |
设备 |
项目 |
日期 |
日期 |
日期 |
日期 |
检查 频率 |
工艺标准 |
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过滤系统 |
压差1# |
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2次/班 |
△P≤0.08MPa |
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压差2# |
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2次/班 |
△P≤0.08MPa |
||
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压差3# |
|
|
|
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2次/班 |
△P≤0.08MPa |
||
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压差4# |
|
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2次/班 |
△P≤0.08MPa |
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超滤系统 |
进口压力 |
|
|
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2次/班 |
0.40±0.08MPa |
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出口压力 |
|
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2次/班 |
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||
|
透过量 |
|
|
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2次/班 |
≥35ml/l |
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后冲洗系统 |
零次喷淋 |
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2次/班 |
0.15±0.05MPa |
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|
UF一区 |
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2次/班 |
0.15±0.05MPa |
||
|
UF二区 |
|
|
|
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2次/班 |
0.15±0.05MPa |
||
|
纯水一区 |
|
|
|
|
2次/班 |
0.15±0.05MPa |
||
|
纯水二区 |
|
|
|
|
2次/班 |
0.15±0.05MPa |
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异常状况 |
应 对 措 施 |
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1，停电 |
在生产、保持循环时遇到停电（电泳槽必须24小时不停循环）： 1、启动配用电源，再开循环泵， 2、不能启动循环泵超过两小时必须汇报到项目部。 3、及时认真填写记录。 |
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2,设备异常 |
设备在运转过程中，出现突然停机或声音异常： 1、关闭电源； 2、及时报项目部设备主管，并找维修人员修理。 |
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3,漆膜厚度异常 |
1.槽液温度高漆膜厚、温度低漆膜薄； 2.电泳电压高漆膜厚、电压低漆膜薄； 3.槽液固体份高漆膜厚、固体份低漆膜薄； 4.槽液电导率高漆膜厚、电导率低漆膜薄； 5.槽液溶剂含量高漆膜厚、溶剂含量低漆膜薄； |
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4,漆膜光泽异常 |
槽液溶剂含量高漆膜光泽高、溶剂含量低光泽低； |
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5，漆膜外观异常 |
槽液、工件有油污会出现针孔和缩孔； 1.前处理不好会出现针孔、缩孔、花纹、条纹； 2.颜/基（灰份高）比高漆膜光泽低、不光滑； 3.冲洗不干净有漆液会出现条纹、水流痕、不光滑； |
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6,紧急生产定单 |
若定单在24h内需完成时： 1，车间负责人在有原材料的情况下组织生产完成。 2，没有原材料的情况下，需和采购、销售、计划调度员协调完成。 |
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7，投料事故 |
操作员工作不慎将料投错时： 1，及时汇报项目部经理； 2. 通知技术部进行实验处理处理实验结果上报公司总部批准， 3. 填写不合格调整单。 4，严重填报废单 |
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8,人身事故 |
操作员在操作过程中出现人身事故，如手指、脚指被砸伤时，及时找项目部办公室联系车辆去医院治疗，车间预备一些创口贴备用 |
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9,电器事故 |
车间发生电器短路或起火燃烧： 1，切断电源。2，及时汇报有关人员。3，采取有效灭火措施。 |
4、阴极电泳涂装现场质量关键控制点的监控
阴极电泳涂装工艺是一个比较复杂的过程，需要控制的工艺参数有五十多项，虽然控制项目多，但不需要所有的工艺参数都是每时每刻进行检测和监控，有的是工艺设备、原材料生产厂家质量保证项目，如漆膜型式检验项目中的耐盐雾、耐水性、耐酸性等只需定期抽查；在不影响漆膜质量的前提下，动态变化的工艺参数也可定期检查如超滤液的电导率、CED槽液的溶剂含量、灰分等；但对直接影响漆膜质量的工艺参数必须每批次、每时段进行调整和检测，并作为质量关键控制点进行监控；把漆膜质量监控作为最终的质量控制目标，围绕漆膜质量这个目标我们在阴极电泳涂装施工现场展开对各种工艺参数的调整和监控，现场主要从漆膜厚度、漆膜外观，漆膜常规性能三方面进行监控。
4.1．漆膜厚度的控制
电泳漆膜的厚度是整个电泳涂装过程中的关注点，也是影响漆膜质量的重要因素之一，我们选用的是中厚膜型黑色阴极电泳涂料，膜厚在20~30µm，从影响漆膜厚度的因素考虑，可以从如下几个主要方面调整电泳膜厚（不同型号、种类、厂家的阴极电泳涂料其工艺参数控制也不一样）；
4.1.1．电泳电压：电压低，漆膜薄，电压高，漆膜厚；我们选用的WB821黑色阴极电泳涂料一般控制在180~250V，低于涂料的击穿电压50V以下，根据我们现场的实际操作，小件0.2m2以下要求漆膜厚度在同样的情况下，电泳电压可以低20~50V。
4.1.2．CED槽液溶剂含量：溶剂含量高，电泳漆膜厚，溶剂含量低，电泳漆膜薄；WB821黑色阴极电泳涂料槽液的溶剂含量控制在1.2~2.5%范围内。
4.1.3．CED槽液温度：槽液温度高，电泳漆膜厚，槽液温度低，电泳漆膜薄；根据我们电泳涂装现场控制的经验，若槽液温度超过32℃，槽液稳定性差，时间久了，漆膜粗糙，WB821黑色阴极电泳涂料槽液温度控制在26~30℃范围内。
4.1.4．电泳时间：电泳时间长，电泳漆膜厚，电泳时间短，电泳漆膜薄；小件0.2m2以下电泳时间可以缩短到2.5min，WB821黑色阴极电泳涂料电泳时间一般控制在2.5~3.5min的范围内。
4.1.5．CED槽液的固体份：阴极电泳槽液的固体份通常控制在14％～20%（质量分数），固体份的高低对涂料电沉积量的影响较大。涂料的固体份高，槽液导电性好，电沉积量也随之增加，但固体份过高，电沉积量增加过多，涂膜变得过厚，烘烤时因流平性不佳而在表面形成桔皮等弊病；固体份过低（＜10％）时，涂料的泳透力低，涂膜的遮盖力差，还会引起电解反应加剧，涂膜易产生针孔，槽液稳定性变差。实际涂装过程中，根据当日的产量和检测数据，通过计算向槽液中补加新鲜电泳涂料。
4.1.6．灰份：槽液的灰份反映了漆液的无机颜料、防锈颜料和填料的含量，以及颜基比。WB821槽液灰份一般控制在9±3%；随着电泳槽液的不断运行和工作漆液的消耗，电泳到工件上的色浆、乳液不一定按设定的比例电泳到被涂工件上，灰份将随时发生变化。灰份过高，膜厚降低，涂膜水平面失光、易产生桔皮；灰份过低：漆膜抗缩孔能力下降，泳透力下降。阴极电泳过程中，一般通过根据检测结果调整添加乳液和色浆的比例来调整灰份，以确保灰份控制在工艺范围内。
4.1.7．MEQ值：MEQ值是对于涂料固含量的100g所需中和剂的毫摩尔数，其单位为mmol/100g。在生产过程中，MEQ值是衡量树脂中和程度的指标，而MEQ值则往往被忽略，由于pH值受杂质离子影响较大，而MEQ值受杂质离子的影响较小，MEQ值反映树脂的中和状况。因此MEQ值是涂料水溶性的重要表征参数。当MEQ值较高时，树脂被过度中和，亲水性增强，但是乳化效果不好，被过度中和的树脂在静电力的作用下，容易发生断键并最终导致涂膜的膜厚变薄；而MEQ值过低，树脂中和程度不够，亲水性差，稳定性差，易于沉降，同时，造成涂膜有针孔橘皮现象的出现。
4.1.8．杂质离子含量：槽液中的杂质离子的增多也可以从检测的电到率、PH值数据反映出来，一般采用原子吸收光谱仪能准确检验各种离子的含量，杂质离子浓度增高，电导率增加，电泳漆膜厚度变薄，漆膜外观变差，平滑性下降，出现针孔，击穿电压下降，漆膜性能下降。
4.2．漆膜外观的质量控制
漆膜外观是交付涂装产品的第一印象，也是评判电泳涂装质量的关键项目之一，直接影响后续涂装工序的质量，最常出现的外观质量问题有：漆膜粗糙、不平滑、光泽低；缩孔；花斑；针孔；水痕等 （表六）
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涂膜病态 |
产生原因 |
防治方法 |
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工件内表面涂膜过薄 |
1、泳透力低、灰份低 2、槽液溶剂含量偏高 3、电压偏低 4、磷化膜质量差 |
1、加大色浆的补充量，提高灰份 2、减少溶剂的日常补加量 3、适当提高电压 4、严格控制磷化膜质量 |
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漆膜表面颗粒 |
1、槽液稳定性差，沉降速度快 2、前处理颗粒带入 3、电泳槽液中机械杂质含量高 4、UF槽液固体份高 5、后水洗颗粒附着 6、施工环境差，灰尘污染各槽液、附着湿膜表面 7、烘干炉颗粒附着 |
1、调整槽液PH值、加大槽液溶剂含量 2、控制好前处理质量，加强前处理水洗质量 3、严格控制外界颗粒污染电泳槽液，加强过滤 4、回收UF槽液中原漆 5、勤换水，保证水质量 6、改善现场施工环境，工件电泳后及时烘烤 7、定期清理烘干炉 |
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桔 皮 |
1、漆膜厚度过高导致 2、槽液溶剂含量过低 3、灰份低 4、前处理磷化膜疏松，质量差 |
1、同涂膜过厚防治方法 2、加大溶剂的日常补加量 3、加大色浆的补充量，提高灰份 4、提高表面前处理质量 |
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缩 孔 |
1、灰份低 2、工件前处理除油不彻底 3、外来油污污染电泳涂膜 4、电泳槽液混入油污 5、烘干炉中油污污染 |
1、加大色浆的补充量，提高灰份 2、严格控制工件的脱脂除油 3、检查输送机构，挂具防止油滴污染涂膜 4、严格控制外界油污污染电泳槽液，电泳槽液使用除油过滤袋过滤 5、清理烘干炉 |
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针 孔 |
1、电压过高 2、槽液溶剂含量过低 3、槽液杂质离子含量过高 4、槽液温度过低 5、槽液PH值过低、MEQ值过高 |
1、适当降低电压 2、加大溶剂的日常补加量 3、超滤除去杂质离子 4、提高槽液温度至标准范围内 5、加入原漆并适量排放超滤液，阳极液的控制 |
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涂膜粗糙 |
1、槽液灰份过高 2、槽液杂质离子过多，电导率过高 3、槽液溶剂含量过低 4、槽液PH值偏低，漆膜重溶 5、槽液中混有机械杂质 6、电泳槽液中混入油污或工件表面除油效果不佳 |
1、加大乳液的补充量，降低灰份 2、加强超滤、废弃超滤液 3、加大溶剂的日常补充量，提高溶剂含量 4、加入原漆或适量排放超滤液，阳极液的控制 5、加强过滤去除杂质 6、加强前处理除油，电泳槽液使用除油过滤袋除油 |
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水 痕 |
1、前处理水洗不彻底，夹缝水痕 2、湿膜水滴附着表面 3、涂膜冲洗后水滴从挂具上滴落在涂膜上 |
1、严格控制水洗质量 2、加入亲水性溶剂，用压缩空气或鼓风吹干水滴 3、用压缩空气或鼓风吹干水滴 |
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斑 痕 |
1、工件表面前处理不好，磷化膜不均匀 2、槽液附着湿膜表面，未及时洗净 3、前处理水洗不彻底，夹缝残留前处理液 4、槽液杂质离子过高，局部击穿 5、工件电泳后夹缝残留漆液导致二次流痕 6、工件前处理后再锈蚀导致锈点、条纹 |
1、提高表面前处理质量 2、电泳后工件刚出槽尽快进行水洗 3、加强前处理水洗 4、超滤除去杂质离子 5、加强后水洗，用压缩空气或鼓风吹干夹缝残留液 6、加强前处理质量控制 |
另外，工件锈蚀严重，虽然经过酸洗，但电泳后的漆膜外观差，光泽低，有花斑，而且电泳涂装线的酸洗工序有争议，酸洗后工件有氢脆现象，酸洗槽的酸雾会影响车间的其他仪器仪表。我们一般不建议采用酸洗。
汽车零部件的热轧钢板有的厂家采用喷砂或抛丸处理，板面粗糙在涂装过程中，由于电化学过程和烘烤过程中的缩聚作用造成工件的边角和尖锐处的涂层特别薄，甚至露底，容易先期腐蚀，由这些蚀点又扩散至其他部位，从而影响了漆膜整体的防腐效果。因此必须控制抛丸后板面粗糙度(Ra)小于6µm；否则光泽下降，耐盐雾性下降，有人做过试验，抛丸后电泳漆膜的耐盐雾和光泽下降一半，粗糙度越大下降越多。
4.3．漆膜常规性能的质量控制
电泳涂装车间的漆膜质量监控主要是对几个常规的指标进行抽查监控，有的性能是涂料厂家的配方保证项目，在现场我们只测厚度、光泽、硬度、附着力；有的客户希望光泽高，在施工工艺参数上可以调整来满足客户的需要。硬度的检测还可以反映漆膜交联固化程度，低于H的硬度漆膜可能烘烤不足，高于3H，烘烤过度，漆膜会发脆，对后续施工喷漆有不良影响。
四、电泳漆膜烘干的工艺参数控制
漆膜烘干是电泳涂装最后一道工序，是质量控制的关键点，漆膜烘烤不足或烘烤过度，都会影响漆膜质量性能，不但影响漆膜机械性能，还会影响耐腐蚀性、耐化学品性能等。我们选用的WB821黑色阴极电泳涂料是以硬质/软质聚酰胺改性环氧为基体树脂，季铵盐改性环氧为颜料分散树脂，以醇类全密闭的多异氰酸酯为固化剂，再加以多种助剂改性树脂而制作的黑色阴极电泳涂料。密闭的多异氰酸酯固化剂在加温条件下，氨酯键断裂生成异氰酸酯，再与多羟基、胺基树脂反应固化成膜。从理论上说，-NCO基团活性大，与环氧树脂上的-OH或聚酰胺树脂上的N-H反应，其反应速度很快，漆膜固化的关键是固化剂中封闭剂的裂解温度，一般在140~200℃之间。
值得注意的是，涂料生产厂推荐的温度、时间范围是在标准状况下所测定汇总的数据，是工件达到选定温度时的保温恒温时间，通常钢板厚度小于1.2mm时进行测试，由于汽车零部件钢铁件的厚度、大小不一样，钢板厚、体积大的工件达到烘烤温度的升温时间长，所以应根据不同的零部件制定出不同的保温时间；
汽车零部件阴极电泳各种工件烘干温度一览表（表七）
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工件类型 |
材质 |
烘干温度 |
保温时间 |
备注说明 |
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挡泥板及冷轧板 |
厚度＜1.2mm，＜3kg/件 |
180℃ |
15min |
温度越高， 时间越短； 板材越厚， 时间越长。 |
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热轧板 |
厚度＞1.2mm＜3mm，＜10kg/件 |
180℃ |
20min |
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螺丝杆、连杆 |
厚度＜3mm，＜10kg/件 |
190℃ |
20min |
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铸铁件、其他 |
厚度＞3mm，＞10kg/件 |
200℃ |
25min |
五、汽车零部件阴极电泳涂装的节能降耗问题
保护环境，节能降耗是一个永恒的话题，适合人类居住的地球只有一个，我们必须珍惜它。零部件间隙式阴极电泳涂装线单位面积能耗要比连续通过式高，零部件有的形状复杂，不易冲洗干净并带走物料，造成浪费和交叉污染，因此间隙式的阴极电泳涂装线更应抓好现场管理，节能降耗，降低运行成本，为客户提供性价比高的阴极电泳涂装产品，从我们两条间隙式阴极电泳涂装线运行情况，节能降耗从以下几方面进行：
1、 根据客户产品质量要求，按标准控制好漆膜厚度，太厚浪费。
2、 依据工件的外形、重量制作好各种挂具、工装小车，而且挂具要简单、工件上下便捷，挂具、工装小车无夹缝，不采用钢管制作，否则容易造成槽液残留，挂具实用不但减轻工人的劳动强度，提高工效，还能降低涂装工费。
3、 合理安排每挂工件的数量及密集度，工件挂得太稀，产能低，浪费能源；工件挂得太紧密，工件之间有屏蔽作用，漆膜厚薄不均，严重的中间电泳不上漆。
4、 控制好烘干工序，烘干炉是能耗最大的工序，安排好每批同规格的工件烘烤，否则有的工件烘烤不足或过度烘烤。工件进出烤炉要快，及时关好炉门；
5、 抓好材料回收利用，充分利用超滤设施，回收好后冲洗的电泳涂料，另外电泳涂料的黑色浆粘度大，加料后仍会残留少量色浆，应用纯水冲洗干净，否则造成浪费，并且影响电泳槽液的颜基比和灰份。
六、结束语
汽车零部件采用间隙式阴极电泳涂装，在选定原材料的基础上，现场质量控制是关键，只有抓好质量关键控制点，才能保证涂装产品的质量，阴极电泳涂装生产线的质量控制我们的经验是车间管理抓好：培训、制度、应急措施、现场管理和监控。现场质量监控好：漆膜厚度、漆膜外观和漆膜常规机械性能。不断为客户提供性价比优越的涂装产品。
